Карбюратор

 

Использование: для двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: карбюратор содержит в корпусе проточный канал из трех смежных частей. Первая часть - диффузор с прямолинейными щелевыми распылителями топлива. Вторая часть - полость выемки, имеющая профилированную стенку. Третья часть - полость цилиндрической смесительной камеры с каналом отвода рабочей горючей смеси в цилиндры двигателя. На оси размещена профилированная дроссельная заслонка с приводом. Благодаря выполнению стенки со специальным профилем образован оптимальный зазор между гранью заслонки и стенкой для пропуска дополнительной массы воздуха из полости выемки в полость вихревой смесительной камеры с целью эффективного обеднения основного состава горючей смеси, образующейся в диффузоре при подаче туда топлива через распылитель. Основной поток смеси и дополнительный воздух перемешиваются в смесительной камере и отводятся через канал в цилиндры двигателя. Таким образом обеспечивается высокое качество состава горючей смеси. 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для приготовления рабочей смеси двигателю внутреннего сгорания.

Известен карбюратор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий в корпусе проточную полость диффузора, образованную криволинейными и плоскими стенками, дроссельную заслонку, выполненную в виде одной из криволинейных стенок диффузора с закреплением ее на оси между плоскими стенками в смежной с диффузором выемке, которая ограничена радиальной стенкой, выполненной по радиусу, описываемому входной (по потоку воздуха) гранью дроссельной заслонки, распылители топлива, выполненные в виде спрофилированных щелей с размещением через плоские стенки в полость диффузора и связанные топливоподводящими каналами с топливной камерой, смесительную камеру, соединенную через окно в ее цилиндрической стенке с полостью диффузора и имеющую канал для отвода горючей смеси, приводное устройство для дроссельной заслонки и регулировочные винты холостого хода.

Такой карбюратор обеспечивает эффективную коррекцию состава горючей смеси для двигателя во всем диапазоне режимов его работы при условии, что исполнение нужного профиля щелевых распылителей будет выполнено с достаточно высокой точностью.

Однако на практике исполнение оптимального профиля щелевых распылителей (особенно при серийном производстве) является сложной дорогостоящей технологической операцией из-за малых линейных размеров в поперечных сечениях профиля щелевых распылителей топлива. Например, для подачи жидкого топлива в необходимых дозах на различных режимах работы двигателя поперечные размеры профиля щелевого распылителя должны варьироваться в пределах 0,07-0,45 мм.

При таких малых масштабах даже микроскопическое отклонение от необходимых оптимальных размеров профиля распылителей топлива ведет к существенному отклонению от потребного регулировочного состава горючей смеси, что естественно сказывается отрицательно на экологичных и экономичных характеристиках двигателя при его работе, особенно на частичных нагрузках.

Целью изобретения является повышение качества коррекции оптимального состава горючей смеси во всем диапазоне режимов двигателя для улучшения его экономичных и экологичных характеристик.

Это достигается тем, что предложенный карбюратор имеет следующие конструктивные изменения: суммарная площадь проходных сечений распылителей топлива, размещенных в полость диффузора, выполнена из расчета подачи топлива, обеспечивающего или достаточного для образования оптимально обогащенного, т. е. мощностного состава горючей смеси с количеством воздуха, проходящим при полностью открытой дроссельной заслонке.

Выемка для размещения дроссельной заслонки дополнительно спрофилирована в сторону увеличения зазора для пропуска воздуха между входной (по потоку воздуха) гранью дроссельной заслонки и стенкой выемки, при этом профиль стенки выемки выполнен по закону, обеспечивающему оптимальное эффективное объединение состава горючей смеси во всем диапазоне частичных дроссельных нагрузок двигателя путем дополнительного пропуска воздуха между гранью заслонки и стенкой выемки при всех положениях заслонки меньших, чем ее полное открытие.

Выходные сечения распылителей топлива, размещенные через плоские стенки в полость диффузора, могут быть разной конфигурации и по-разному размещены, например в виде круглых калиброванных отверстий, размещенных в линию один за другим, или то же, но в шахматном порядке и т.п. Однако в данном устройстве распылители топлива выполнены в виде двух щелей с параллельными гранями, т. е. с одинаковым проходным зазором по всей длине щели, что существенно облегчает изготовление распылителей с более высокой точностью.

Целесообразность указанных дополнительных конструктивных изменений обосновывается практически и теоретически тем, что плотность жидкого топлива (бензина) примерно в 600 раз выше плотности воздуха, т.е. ρ_т / ρ_в ≈ 600, следовательно, осуществление коррекции состава горючей смеси на частичных нагрузках путем изменения количества дозируемого воздуха вместо изменения количества дозируемого бензина, как это осуществляется в известном устройстве, существенно (в 600 раз) расширяет допуски на геометрическое отклонение при изготовлении профиля воздухопроводящих дозаторов, т.е. в данном случае расширяются допуски изготовления профиля стенки выемки для дроссельной заслонки, или, что одно и то же, существенно (в 600 раз) повышается качество коррекции состава горючей смеси для улучшения экологических и экономичных характеристик работы двигателя во всем диапазоне его нагрузок.

На фиг.1 изображен карбюратор, продольный разрез, при полностью открытой дроссельной заслонке; на фиг. 2 то же, при закрытой дроссельной заслонке, соответствующей режиму холостого хода двигателя; на фиг.3 то же, с расположением дроссельной заслонки, соответствующей частичной нагрузке двигателя; на фиг.4 разрез А-А на фиг.3.

Карбюратор содержит в корпусе 1 проточную переменную полость диффузора 2, образованную криволинейными 3 и плоскими 4 стенками, дроссельную заслонку 5, выполненную в виде одной из криволинейных стенок диффузора с закреплением ее на оси 6 между плоскими стенками 4 в смежной с диффузором полости выемки 7, которая ограничена стенкой 8, спрофилированной относительно радиуса, описываемого входной по потоку воздуха гранью 9 дроссельной заслонки, распылители топлива 10, размещенные через плоские стенки в полость диффузора и связанные топливоподводящими каналами 11 с поплавковой камерой 12, подпружиненные золотниковые элементы 13, совмещенные с дроссельной заслонкой 5 для одновременного дросселирования проходных сечений распылителей топлива 10 и полости диффузора 2, смесительную камеру 14, соединенную через окно в ее цилиндрической стенке 15 с полостью диффузора 2 и его смежной полостью выемки 7, а также имеющую канал 16 для отвода рабочей горючей смеси в цилиндры двигателя, приводное устройство 17 для управления дроссельной заслонкой и регулировочный винт 18 режима холостого хода.

Суммарная площадь проходимых сечений двух щелевых распылителей топлива 10, рассчитанных на подачу топлива, обеспечивающего оптимально обогащенный мощностной состав горючей смеси при полностью открытой дроссельной заслонке (как показано на фиг.1), выполнена равнорассредоточенной через плоские стенки в поперечном сечении полости диффузора 2, т.е. в виде двух прямолинейных щелей с параллельными гранями, что технологически обеспечивает возможность более точного исполнения таких дозирующих элементов, а для осуществления коррекции оптимального состава горючей смеси в сторону ее эффективного обеднения на всех частичных нагрузках двигателя радиальная стенка 8 выемки 7 выполнена спрофилированной в сторону увеличения зазора 19 между входной (по потоку воздуха) гранью 9 дроссельной заслонки и стенкой 8 выемки 7 для дроссельной заслонки (см. фиг.3).

Карбюратор работает следующим образом.

При пуске двигателя при работе его на любом из режимов в выходном канале 16 для отвода рабочей горючей смеси в цилиндры двигателя устанавливается давление ниже атмосферного. Следовательно, атмосферный воздух поступает через полость диффузора 2 в смесительную камеру 14, а топливо поступает из поплавковой камеры 12 по топливоподводящим каналам 11 и двум щелевым распылителям топлива 10 в наиболее узкую часть полости диффузора 2, где распыливается, и далее вместе с воздухом поступает также в вихревую смесительную камеру 14, откуда в качестве хорошо перемешанной рабочей горючей смеси через канал 16 к цилиндрам двигателя.

При воздействии на приводное устройство 17 для управления положением дроссельной заслонки 5 можно изменять одновременно проходное сечение полости диффузора 2 и суммарное проходное сечение распылителей топлива 10, которые дросселируются золотниковыми элементами 13, совмещенными с дроссельной заслонкой 5. Таким образом осуществляется изменение количества подачи горючей смеси в двигатель, т.е. управление режимами его работы. При этом качество состава горючей смеси будет формироваться отношением количества поступающего топлива и количества поступающего воздуха, т.е. отношением проходных сечений распылителей топлива 10 и полости диффузора 2 плюс проходное сечение дополнительного зазора 19 для дополнительного пропуска воздуха между профилированной стенкой 8 и входной гранью 9 дроссельной заслонки 5.

Известно, что на режимах холостого хода двигателя и его полной нагрузке качество состава смеси должно быть оптимально обогащено, а на режимах частичных нагрузок оптимально обеднено. Это условие в данной конструкции карбюратора соблюдается следующим путем.

В случае работы двигателя на полной мощности дроссельная заслонка 5 открыта (см. фиг.1) и полость диффузора 2 имеет максимальное проходное сечение. При этом проходное сечение прямолинейных щелевых распылителей топлива 10, рассчитанных и выполненных на мощностную подачу топлива, тоже полностью открыто золотниковыми элементами 13 дроссельной защелки 5, а доступ воздуха из смежной выемки 7 в смесительную камеру 14 максимально ограничен минимальным (скользящим) зазором между стенкой 8 и входной гранью 9 дроссельной заслонки. Следовательно, воздух может поступать только через полость диффузора 2 и вместе с поступлением мощностной дозы топлива обеспечивает мощностной регулировочный состав горючей смеси для работы двигателя на полных нагрузках.

На режимах холостого хода двигателя, когда дроссельная заслонка 5 прикрыта до упора на регулировочный винт 18 (см. фиг.2), доступ воздуха из полости выемки 7 в смесительную камеру 14 тоже максимально ограничен минимальным зазором между радиальной стенкой 8 и входной гранью 9 заслонки, следовательно, в смесительную камеру 14 и далее в двигатель поступает тоже обогащенная горючая смесь, которая необходима для этого режима.

На частичных нагрузках, когда дроссельная заслонка 5 занимает промежуточное положение (от холостого хода до полной нагрузки), как это показано на фиг.3 и 4, в смесительную камеру 14 поступает дополнительный воздух, который проходит из смежной с диффузором полости выемки 7 через зазор 19, образующийся между входной гранью 9 заслонки и дополнительным профилем стенки 8. Следовательно, на частичных нагрузках богатая смесь, поступающая через полость диффузора 2, разбавляется дополнительным воздухом до обедненного экономичного состава.

Оптимальная коррекция состава горючей смеси в сторону ее обеднения зависит от исполнения оптимального профиля стенки 8 на дуге поворота дроссельной заслонки от ее положения холостого хода до ее положения полного открытия.

Коррекция состава горючей смеси путем изменения доли подачи воздуха, который в 600 раз легче жидкого топлива, обеспечивает существенное повышение точности коррекции состава рабочей смеси для двигателя и снижение технологической нестабильности при серийном производстве таких карбюраторов.

При этом дополнительная подача воздуха в полость смесительной камеры 14 через зазор 19 конструктивно (как показано на фиг.3) осуществляется по касательной, т.е. тангенциально, относительно образующих полость смесительной камеры 14 и канала 16, что способствует дополнительному вихревому перемешиванию воздуха с топливом и чем обеспечивается гомогенность рабочей горючей смеси и равномерность распределения этой смеси по цилиндрам двигателя.

Формула изобретения

КАРБЮРАТОР, содержащий корпус, имеющий воздухопроводящий канал с диффузором, образованным криволинейными и плоскими стенками, профилированную дроссельную заслонку с приводом, размещенную в выемке, выполненной в одной из криволинейных стенок полости диффузора, распылители топлива с выходом, расположенным в полости диффузора, топливную камеру с топливопроводящими каналами и регулировочные винты холостого хода, отличающийся тем, что стенка выемки спрофилирована с образованием между ней и дроссельной заслонкой увеличенного зазора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4